長期施肥下稻田土壤微生物殘體碳積累特征及機制取得進展

　　長期施肥是提高稻田土壤有機碳積累最有效的農(nóng)田管理措施之一。然而，不同施肥條件下微生物殘體碳組分差異，及其對亞熱帶稻田土壤有機碳積累的貢獻和影響機制目前尚不清楚。

　　中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所流域農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究團隊于寧鄉(xiāng)長期施肥試驗站采集31年的長期施肥稻田土壤，包括不施肥（對照）、單施化肥（NPK）、化肥+秸稈（NPK + S）和化肥+有機肥（NPK + M）處理，借助生物標志物技術(shù)（磷脂脂肪酸和氨基糖）分別量化微生物活體和殘體碳含量，16S rRNA和ITS技術(shù)測定微生物群落組成，探究微生物殘體碳對不同施肥方式的響應及其微生物機制。結(jié)果表明，3種施肥處理均顯著提高了0~10 cm和10~20 cm土壤細菌和真菌活體含量。與對照相比，NPK + M處理的細菌和真菌活體含量分別增加11.20~19.03 mg kg^-1和0.99~1.64 mg kg^-1。NPK處理下0~10 cm和10~20 cm土壤微生物殘體碳含量與對照土壤無顯著差異，而NPK + S/M顯著促進微生物殘體碳的積累，高于NPK處理3.98~9.73 g kg^-1。此外，NPK + M處理的土壤微生物殘體碳積累量比NPK + S處理高3.43~3.67 g kg^-1，這是由于有機肥施用增加了革蘭氏陽性r策略細菌的相對豐度（厚壁菌門、放線菌），并增加了絲狀真菌的相對豐度（子囊菌門），表明細菌和真菌殘體碳積累與微生物活體含量及其群落結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。與對照相比，NPK + S處理下真菌殘體碳對土壤有機碳的貢獻提高了7.5%~14.2%，NPK + M處理下細菌和真菌殘體碳對土壤有機碳的貢獻分別提高了7.6%~11.3%和7.3%~7.6%。研究表明，長期有機肥施用能夠有效促進微生物殘體的積累，進而增加亞熱帶稻田土壤有機碳積累。

　　該項研究近期以題為Organic fertilizers incorporation increased microbial necromass accumulation more than mineral fertilization in paddy soil via altering microbial traits發(fā)表在土壤學期刊Applied Soil Ecology上。該研究得到了國家自然科學基金（41977093，42107369），湖南省自然科學基金（2021JJ40647，2020JJ4655），德國洪堡學者基金會和俄羅斯人民友誼大學戰(zhàn)略學術(shù)領(lǐng)導項目的共同資助。

　　論文鏈接

稻田土壤微生物、細菌和真菌殘體碳對長期施肥的響應

稻田土壤微生物殘體碳積累的微生物影響機制